自主引导性模拟电子线路实验平台的探究

韦庆进，彭建盛

（河池学院 物理与电子工程系，宜州 546300）

0 引言

理工科学生实验实践是培养学生理论联系实际，提高学生实践动手能力和科技创新能力的重要环节。为了提高实训效率,对实验平台有必要进行整合和优化，加强实践基地建设，规范实践管理，进一步完善实践课程体系，使我院学生实践水平与应用型人才培养目标相符合。在此指导思想下，研制出了基于自主引导性模拟电子线路实验系统。通过该系统改善实践质量，提高学生的实践动手能力，进而增强学生的就业竞争力。也符合教育部推动关于“卓越工程师教育培养计划”的实施。

1 模拟电子线路实验初衷的现状

模拟电子线路是电子、通信、计算机和自动控制等专业的基础能力，很多电子线路的效果都需要一步步地保证正确，才能最终发出正确信号。比如“检波”、“反相”等电子抽象性概念多，对初学者实践综合能力要求较强。目前大部分高校的模拟电子线路实验主要集中在验证性实验，实验实践动手操作部分也是以模块集成化实验设备为主，需要动脑少，仅仅是通过实验指导书的接线方式，把实验连线搭接完成基本上就可以完成实验了。在学完实验课程之后，不少学生还不能分析和调试实际电路，也不能分清集成电路等元器件引脚，甚至不会用最常用的电子仪器仪表（如万用表和示波器等）。电子实验又不允许出现过多的误操作，将电子元件烧坏或带来安全隐患。模拟电子线路实验的问题主要表现在以下三个方面。

1. 1 实验设备缺乏创新性

目前大部分高校的模拟电子线路实验设备大同小异，都是把常用的、现有的电路做好在一些模块上，然后组装成实验箱或者实验台，这样封装好的模块比较容易使用，但是在工业化的产品中布线肯定不会这么简洁。对于不太积极主动学习的学生，在不深入钻研的情况下，根本搞不清楚模块上的元器件是有什么作用，具体电路的工作原理是怎么样，哪些测试点是关键测试点，实验的结果应该会是怎么样等问题。只适合做一些有限的和验证性的一些实验，不利于扩展学生的思维和创新性，也不适合有能力的学生做进一步设计开发性的实验。

1.2 实验指导书呆板

很多高校的模拟电路实验箱或者实验平台都是由专门的实验仪器制造厂商供应，一般在提供实验箱的同时，也配有相应的实验指导书。

由于实验仪器设备供应商没有经常参与模拟电子线路实验，在课程理论与实验实践就会存在很大的差异。学生在进入实验室进行实验的时候，很多实验指导教师仅能够根据供应商提供的实验指导书来教导学生。在这样的实训，学生的思维经常会被一些模块化的电路所定视化，没办法拓展学生学习求知的思维。这样的实验指导书也只能够随实验设备配套使用，通用性不强。随着电子技术的发展，模拟电子线路实验也要进行相应地更新，即使指导老师（技师）有增加或者改进实验的想法，也会因实验设备的模块化而无法做更大的更改。

1.3 实验完成的质量

学生每次进入实验室进行实践实验，受模块化的电路影响，只能够进行机械化简单的连线，然后就开始通过一些测试仪器来对实验过程中的各个信号进行测量。教师在整个实验的指导过程中，主要通过观察学生的实验操作和考察学生得到的测试结果来判定学生对整个实验的掌控情况，然后来评出学生的实践实验成绩。在学生的实验操作过程中，对学生的实验操作和知识的掌握能力没有办法完全掌控，学生在整个模拟电子线路实验过程中的完成质量也无法得到保障，学生的实验实践效果也无法提高到“工程师”级的水平。

2 自主引导性模拟电子线路实验对策和方法

自主引导性模拟电子线路实验，在于强调“自主引导”，要求实验者尽可能不受设备和实验指导书等事物的约束，拓展思维空间，更具所需的理论知识，自行设计和制作创新性的实验。为了更好地给学生打好专业基础，根据多年的实践，总结实验经验，提出了一些积极有效的改革措施，以达到能自主引导学生完成模拟电子线路实验的目的。

2.1 实验指导方面

努力提高教师指导水平，不断更新指导观念，更加注重“以学生为本”的观念。要求理论课授课教师同时指导该课程的实验，实验指导老师也上理论课，从教师层面上加强理论联系实际从而更加推动学生动手操作与理论的结合。为了进一步提高教师的实验实践水平，除了对教师在科研项目上有所要求之外，还采取送老师到企业研发一线学习，让老师直接参与产品的研发与生产，同时接受行业最热门和最前沿的知识，增加实验指导的理论深度和趣味性。

2.2 实验平台方面

研制出“自主引导性模拟电子线路实验箱”，弥补传统实验设备不利于开发学生创新思维的不足。自主引导性模拟电子线路实验箱提供实验所需要的“+5V” 、“+12V”和“-12V～+12V可调”直流电源；提供“20Hz～20MHz”的正弦波、方波、和三角波幅度从“0～12V可调”的信号源；去掉目前常用的模块化设计，用面包板代替，从而使结构更加紧凑实验内容更加灵活。用该实验箱做实验，要求实验者将分立元件在面包板上搭建实验电路，强迫实验者亲密接触电子元件，从而加深对电路的认识和理解。同时实验电路也不再受实验设备和指导书的约束，只要配上相应的电子元件，可以做很多以想做而前无法做的实验。极大地增加了实验设备开放性实验和电路开发的使用，极大地满足了自主引导实验。在实验教学提供强有利的实训平台同时，对电类专业的学生从大学开始就对每一位学生分发一套基础电路制作工具和素材。

2.3 实验指导书方面

我们编写的实验指导书，除了“常用仪器使用”和“电子元器件认识和搭建实验电路” 等基础必做实验外，还提供一些常规的电路和实验，以满足非电子专业教学大纲要求完成的常规实验；对于电子专业学生，除了完成常规实验外，我们提供参考实验思路和实验要求，需学生利用课外时间查找资料，设计电路，最终在实验箱上完成“综合设计性实验”；对完成实验大纲后，还有兴趣、有能力的专业尖子生，我们引导他们从“报警门铃”、“趣味彩灯”等简单趣味电子线路入手，由浅入深，甚至可以自议实验电路和实验内容，完成一些小制作。进一步加深对模拟电路各知识点的理解，熟悉电子线路设计与制作过程，增加电子线路硬件调试的经验和水平，为电子竞赛和毕业就业做好准备。本实验指导书能因材施教，较好地满足自主引导实验，扩展学生思维的需要。

2.4 实验考核方面

实验评分包括三个方面内容：一方面是平时成绩，主要是根据学生的实验预习情况和平时实验情况给予评分；另一方面是实验报告成绩，主要是对学生实验报告的规范性，如实验数据和数据处理及结果分等进行评价；第三方面是实验考核成绩，根据实验大纲的要求，制定相应的实验考核方案，具体方案如下：

对于非电子专业学生，侧重考核学生对常用实验仪器的使用和验证性实验方法的掌握程度。考核方法是：根据所开设实验，抽取其中的10～15个小内容作为10～15个不同的小题目，并排好序号。考核时，要求学生单人独自抽签，在规定时间（20分钟）内完成，老师根据操作熟练程度和实验结果，现场打分给出考核分数。

对于电子专业学生，侧重考核学生电子线路设计与制作和硬件调试水平。具体考核方法是：结合“综合设计性实验”， 给出实验要求，让学生利用课外时间完成查找资料、设计电路、制作和硬件调试，最终完成作品的制作。考核时，学生根据要求，在老师面前独立完成测试工作，并简要说明电路的结构，设计制作和调试过程以及心得体会等。而老师则根据学生对验仪器的使用的熟练程度和作品完成情况给予考核分数。

3 结束语

自主引导性模拟电子线路实验，充分发挥了实验者的自主性，而尽可能地减少实验指导书和指导教师的“引导”，充分体现了“以学生为本”的实训理念，极大地刺激了学生的积极性和主动性；自主引导性模拟电子线路实验箱的灵活性，极易开展“设计性”、“综合性”和“开放性” 实验；通过面包板来搭建电路实验，更加接近产品研发等工程实践；顺应“因材施教”的理念，更好地实施素质教育，培养出来的学生得到社会的认可，增强了学生就业的竞争力。

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